JP2014047120A - SiC単結晶の製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】溶液成長法によるSiC単結晶の製造方法であって、Si−C溶液15の原料が収容される坩堝14を準備する工程と、坩堝14内の原料を加熱により溶融して、Si−C溶液15を生成する工程と、Si−C溶液15にSiC種結晶32を接触させ、SiC単結晶を成長させる工程とを備える。Si−C溶液15は、Cと、式(1)を満たすSi及びTiとを含有し、さらに、Ni、Ag及びCuからなる群から選択される1種又は2種以上を、Cを除いたat%で、1%より多く、且つ、20%以下含有する。0.11≦Ti/Si≦0.33(1)(式中の各元素記号には、対応する元素の含有量がCを除いたat%で代入される)。
【選択図】図1
Description
0.11≦Ti/Si≦0.33 (1)
式(1)中の各元素記号には、対応する元素の含有量(Cを除いたat%)が代入される。
準備工程では、溶液成長法に用いられる製造装置を準備する。図1は、本発明の実施形態によるSiC単結晶の製造方法に用いられる製造装置10の模式図である。なお、図1に示す製造装置10は、溶液成長法に用いられる製造装置の一例である。したがって、溶液成長法に用いられる製造装置は、図1に示す製造装置10に限定されない。
次に、Si−C溶液15を生成する。先ず、チャンバ12内に不活性ガスを充填する。そして、加熱装置18により、坩堝14内のSi−C溶液15の原料を融点以上に加熱する。坩堝14が黒鉛からなる場合、坩堝14を加熱すると、坩堝14から炭素が融液に溶け込み、Si−C溶液15が生成される。坩堝14の炭素がSi−C溶液15に溶け込むと、Si−C溶液15内の炭素濃度は飽和濃度に近づく。Si−C溶液15の化学組成については、後述する。
次に、駆動源30により、シードシャフト28を降下し、SiC種結晶32をSi−C溶液15に接触させる。このとき、SiC種結晶32をSi−C溶液15に浸漬してもよい。
上記製造方法に用いられるSi−C溶液15の化学組成について、説明する。Si−C溶液15は、Cと、式(1)を満たすSi及びTiとを含有し、さらに、Ni、Ag及びCuからなる群から選択される1種又は2種以上を、Cを除いたat%で、1%より多く、且つ、20%以下含有する。
0.11≦Ti/Si≦0.33 (1)
式(1)中の各元素記号には、対応する元素の含有量(Cを除いたat%)が代入される。
ここで、「Cを除いたat%」とは、Si−C溶液15の化学組成中、Cを除いた残りの化学組成におけるat%を意味する。
式(1)を満たす場合、Cの溶解度が向上する。Ti/Siが式(1)の下限よりも小さい場合、Cの溶解度が低下する。Ti/Siが式(1)の上限よりも大きい場合、SiC種結晶32にTi含有層(例えば、TiC)が形成され易くなる。その結果、SiC単結晶の成長が阻害される可能性が高くなる。したがって、Ti/Siは、式(1)を満たす。
式(1)を満たすことにより、Si−C溶液15のCの溶解度を高めることができ、Si−C溶液15中においてSiC溶質を増やすことができる。ここで、SiC溶質とは、SiとCとが結合したもの(例えば、SiC)である。しかしながら、SiC溶質が増えると、SiC溶質が凝集し易くなる。
Cを除いた残りの化学組成が表1に示す化学組成であるSi−C溶液を製造した。
製造されたSiC単結晶の表面を、光学顕微鏡を用いて倍率50倍で観察し、ステップバンチングに伴うマクロな表面段差や段差へのインクルージョンの侵入が明瞭に認められない場合には、ステップバンチングが抑制されて、SiC単結晶の質が向上していると判断した。なお、目視によりSiC単結晶の表面が観察できない場合には、SiC単結晶の質が向上していないと判断した。
Claims (1)
- 溶液成長法によりSiC単結晶を製造する製造方法であって、
Si−C溶液の原料が収容される坩堝を準備する工程と、
前記坩堝内の原料を加熱により溶融して、前記Si−C溶液を生成する工程と、
前記Si−C溶液に前記SiC種結晶を接触させ、SiC単結晶を成長させる工程とを備え、
前記Si−C溶液は、
Cと、
式(1)を満たすSi及びTiとを含有し、さらに
Ni、
Ag及び
Cuからなる群から選択される1種又は2種以上を、前記Cを除いたat%で、1%より多く、且つ、20%以下含有する、SiC単結晶の製造方法。
0.11≦Ti/Si≦0.33 (1)
式(1)中の各元素記号には、対応する元素の含有量(前記Cを除いたat%)が代入される。
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---|---|---|---|---|
WO2011040240A1 (ja) * | 2009-09-29 | 2011-04-07 | 富士電機ホールディングス株式会社 | SiC単結晶およびその製造方法 |
JP2011073915A (ja) * | 2009-09-30 | 2011-04-14 | Fuji Electric Holdings Co Ltd | SiC単結晶製造方法、およびそれを用いて製造するSiC結晶 |
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